Infineon IR2101PBF

Отличный выбор! IR2101PBF — это классический и очень популярный драйвер полумоста от Infineon (ранее International Rectifier). Вот подробное описание.

Описание

IR2101PBF — это высоковольтный, высокоскоростной драйвер MOSFET и IGBT, предназначенный для управления полумостовой топологией. Он содержит канал верхнего плеча (HO) и канал нижнего плеча (LO), каждый из которых может независимо управлять силовым ключом.

Ключевая особенность и принцип работы: Для управления N-канальным MOSFET в верхнем плече (плавающем) необходим потенциал на его затворе, превышающий напряжение на истоке (которое "плавает" до напряжения шины питания). Для этого в драйвере используется встроенная схема bootstrap (самовзводящаяся). Она использует диод и конденсатор (внешние компоненты) для создания плавающего источника питания для канала верхнего плеча. Это простое и экономичное решение, не требующее изолированного источника питания.

Основные области применения:

• Управление двигателями (BLDC, шаговые, асинхронные)
• Импульсные источники питания (полумост, H-мост)
• Усилители класса D
• Инверторы

Технические характеристики (кратко)

• Напряжение смещения (V_B): до +500 В (макс.) — для верхнего плеча.
• Напряжение питания (V_CC): +10 В до +20 В (рекоменд. +12-15 В) — для логики и нижнего плеча.
• Выходное напряжение (HO и LO): до V_B (HO) и до V_CC (LO).
• Выходной ток (пиковый, источник/сток): ±210 мА / ±420 мА.
• Время нарастания/спада (тип.): 120 нс / 94 нс (при C_LOAD = 1 нФ).
• Задержка распространения (тип.): 680 нс.
• Защита: Встроенный dead-time (мертвое время) ~520 нс для предотвращения сквозных токов при переключении. Внимание: этого времени может быть недостаточно для некоторых ключей, часто требуется увеличение задержки на входе микроконтроллера.
• Минимальная скважность: Нет ограничений (благодаря bootstrap).
• Рабочая частота: До сотен кГц (практически обычно до 100-200 кГц).
• Логический уровень входа: Совместим с 3.3В и 5В (порог ~1.4-1.8В).
• Корпус: PDIP-8 (сквозной монтаж).

Распиновка (PDIP-8)

1. V_CC — Напряжение питания драйвера (нижнее плечо и логика).
2. IN — Входной сигнал для нижнего плеча (LO). Активный уровень HIGH.
3. SD — Shutdown (Выключение). При подаче HIGH (>1.4В) драйвер отключает оба выхода. Для работы должен быть подключен к GND или через подтягивающий резистор.
4. COM — Общая земля (возврат питания V_CC).
5. LO — Выход на затвор транзистора нижнего плеча.
6. V_S — Возврат напряжения для верхнего плеча (подключается к точке соединения исток верхнего и сток нижнего транзисторов).
7. HO — Выход на затвор транзистора верхнего плеча.
8. V_B — Плавающее питание для канала верхнего плеча (сюда подключается bootstrap-конденсатор).

Парт-номера и совместимые модели

Прямые аналоги и аналоги от других производителей (схожие характеристики и распиновка):

• Infineon:

  • IR2101 (без суффикса PBF, более старая маркировка).
  • IR2101S — корпус SOIC-8 (для поверхностного монтажа).
  • IR2101STRPBF — тоже SOIC-8, отличный современный аналог.
  • IR2104, IR2110, IR2113 — более мощные драйверы с похожей логикой, но другой распиновкой и характеристиками.

• Texas Instruments (TI):

  • UCC27201 — Более современный, мощный и быстрый драйвер с лучшей защитой. Часто является рекомендуемой заменой.
  • UCC27324 (два независимых драйвера, можно собрать полумост).

• ON Semiconductor / Fairchild:

  • FAN7382 — Очень близкий функциональный аналог.
  • NCP5106 — Драйвер полумоста с аналогичной bootstrap-архитектурой.
  • FAN7380, FAN7390 (серии).

• STMicroelectronics:

  • L6384E — Драйвер полумоста с расширенными функциями защиты.
  • TD351 — Аналог с дополнительными функциями.

• Microchip:

  • MCP1406/7 (одиночные драйверы, для полумоста нужно два).
  • MIC4427 (аналогично).

• International Rectifier (старое название Infineon):

  • IR2101 (именно эта микросхема, произведенная до ребрендинга).

Важные замечания по совместимости:

1. Прямая замена (Drop-in): IR2101S (SOIC-8) и IR2101PBF (PDIP-8) функционально идентичны, но имеют разные корпуса. IR2101STRPBF — аналог в корпусе SOIC-8.
2. Проверка распиновки: При замене на модель другого производителя (например, FAN7382 или UCC27201) обязательно сверяйтесь с даташитом, так как распиновка может отличаться!
3. Характеристики: Обращайте внимание на выходной ток, напряжение смещения, наличие дополнительных защит (например, от низкого напряжения UVLO) и время задержек. Более современные аналоги (как UCC27201) часто превосходят IR2101 по ключевым параметрам.

Итог: IR2101PBF — проверенный, надежный и недорогой драйвер для множества задач. Однако, для новых проектов часто рассматривают его более современные аналоги (такие как IR2101S/SOIC или UCC27201), которые могут предложить лучшую производительность и защиту в схожем ценовом диапазоне.